DE2602085A1

DE2602085A1 - Verfahren zur entsorgung von stallungen fuer die massentierhaltung

Info

Publication number: DE2602085A1
Application number: DE19762602085
Authority: DE
Inventors: Erich Dr Asendorf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-01-21
Filing date: 1976-01-21
Publication date: 1977-07-28

Description

Betr.: Neuanmeldung
Verfahren zur Entsorgung von Stallungen für die Massentierhaltung Erklärung gemäß # 26 Abs. 4 Fatentgesetz Es wird die Erklärung abgegeben, daß die in der obengenannten Deutschen Patentanmeldung beschriebene Erfindung in keinem anderen Staat angemeldet wurde.
Gegenstand der Erfindung ist die Verbesserung der Entsergung, also Entmistung und Desodorisierung von Stallungen der Massentierhaltung unter gleichzeitiger Umwandlung der anfallenden Flüssigmiststoffe in hochwertige Futtermittek, die wioder in den innerbetrieblichen Kreislauf gehen.
Die mechanische Entmistung von Großstallungen, und nur sie kommt für einen wirtschaftlichen Betrieb solcher @nlasen infrage, ist Bisher noch nicht einwandfrei gelöst, weil mechanische Transporteinrichtungen, wie Förderbänder oder Förderketten, wegen der korrosiven Atmosphärc des Stalles zu leicht zu Bruch gehen und damit zu unkontrollierbaren Betriebsstillständen führen, abgesehen davon, daß bei ihnen auch Frosteinwirkungen storen können, und weil andererseits die an sich bekannte Schwemmentmistung, häufig mittels Jauche durchgeführt wird und also schwer verarbeitbare Mengen an Flüssigmist erbringt, wobei durch den Kreislauf der im Stall anfallenden Flüssigkeiten untragbaro Geruchsbelästigungen für eine weitere Umgebung entstehen.
Aber auch die biologische Reinigung von Flüssigmist konnte bisher anscheinend nicht einwandfrei gelöst werden, gleich, ob man nun versuchte, anaerobe und aerobe Arbeitsstufen zu kombinieren und man damit zu aufwendigen Vorrichtungen reifen mußte oder ob ein anderer Weg zur Erzielung einer vollbiologischen Reinigung oder Teilreinigung beschritten wurde. In allen Fällen war der Reinigungseffekt so dürftig, daß an eine Abgabe des gereinigten Abwassers an einen Vorfluter nicht zu denken war.
Lediglich mit dem Verfahren nach (Anmeldungsschrift P. 23 52.917. 1-25) läßt sich der behördlich geforderte Wert Ablauf von unter 20 mg/ljin der Praxis mit Sicherheit erreichen.
Ec wurde nun gefunden, daß sich bei einer solchen @ehrstufig durchgeführten vollbiologischen Reinigung von Flüssigmist in einer Zwischenstufe ein microbenarmes Wasser orgibt, das wegen der vorhergegangenen Totaloxidation aller Schmutzstoffe einen hohen nitratgehalt aufweist. Erfindungsgemäß nun wird der Nitratgehalt eines biologisch aufbereiteten Wassers, dessen BSB5 -Wert niedrig, im Bereich von 20 his 160 mg/l BSB5 liegt, für die Schwemmentmistung der Stallungen genutzt. Überraschenderweise genügt es dazu, das in flachen Rinnen von 5 bis 15 cm Wassertiefe unterhalt- der Stallroste stehende Wasser in Abständen von 30 bis 90 Minuten füf kurze Zeit stoßweise durch diese Rinnen weiterzuspülen. Der Invall-Stoß des Wassers schleppt die Feststoffe des Mistes mit sich und verdünnt die anfallende Tülle im Verhältnis von 1 @ io bis 1 : 30 und stärker. Die in Spülwasser enthaltenen Nitrate, die gegebenenfalls noch bei Bodarf durch Zusatz von Nitraten des Ammoniums und seiner Derivate, der Alkalien und der Erdalkalien aufkonzentriert werden können, besorgen in Gegenwart von denitrifizierenden SIicroben gleichzeitig die Belüftung und Stabilisierung des Spülwassers und damit auch die Desodorosierung und zusätzlich eine gewisse Klimatisierung des Stalles. Es ist dabei überraschend, daß sich trotz des Energieverbrauchs für die ,/asserförderung im IZergleich zu einer sonstigen mechanischen Reinigungsvorrichtung bei gleichen Reinigungseffekten eine merkbare Energieersparnis infolge des erheblich besseren Wirkungsgrades ergibt, und daß sich die erfindungsgemäße Spülmethode vorteilhaft auch auf das Stallklima auswirkt.
Es wurde weiterhin gefunden, daß es vorteilhaft ist, das für die Intervallspülung bestimmte Wasser im Kreislauf zwischen Stallung und Belebungsanlage zu führen und seinen pH-Wert dabei auf 7,5 # 0,7 zu halten. Nach Druchgang durch die Kläranlage darf dieses Wasser noch Belebtschlamm enthalten. Gegebenenfalls ist es vorteilhaft, ihm zusätzlich Belebtschlarnm aus der letzten Stufe der Belebungsanlage zuzuführen, der besonders reich an denitrifizierenden ItTicroben ist. Sie entwickeln sich dort bei Zugabe nur ganz geringer ufbtengen. Ihre Zugabe ist besonders +) Anteil deshalb vorteilhaft, weil sie unter Zuhilfenahme des chemisch gebundenen Sauerstoffs offensichtlich den an schwer abbaubaren Substanzen reduzieren. Solche Substanzen aber, Abbauprodukte z.B. des Bilirubins, treten auf in häuslichen Abwässern und vielfach verstärkt in solchen der Massentierhaltung, und sie bewirken dort sowohl eine Gelb- bis Braunfärbung als auch einen hohen OSB (Chemischer Sauerstoffbedarf) nach erfolgtem BSB-Abbau (Biologischer Sauerstoffbedarf).
Erfindungsgemäß wird das mit Flüssigmist angereicherte Spülwasser, dessen Kreislauf bei geringerer Belegung des Stalles übrigens teilweise im Stall, gegebenenfalls bei gleichzeitiger Belüftung, kurgeschlossen werden kann, vor Eintritt in die Belebungsanlage über eine Abscheidevorrichtung für die mitgeführten Feststoffe geführt. Die Abscheidevorrichtung kann aus einer Filtervorrichtung, einer Zentrifuge, einem Zyklon oder einfach auch aus einer Absetzgrube oder einem Bogensieb bestehen. Die Feststoffe können von dort mit einem Container abtransportiert und gesondert kompostiert oder getrocknet werden.
Das BSB -haltige, nitratfreie Abwasser wird erfindungsgemäß in einer hochbelasteten, mehrstufigen biologischen Kläranlage aufbereitet. Das nach Abtrennen des Belebtschlammes erzielte Trüb- oder Klarwasser wird wieder in den Kreislauf geschickt und das anfallende Überschußwasser für Tränkzwecke oder zur Abgabe an den Vorfluter abgezweigt. Der Bolebtschlamm aus dem oder den ersten Belebungsbecken wird abgeschieden, extern kräftig belüftet und dann nach Erfordernis in das erste Belebungsbecken zurückgeführt. Der ÜberschuPJschlamm wird gewaschen, entwässert und pasteurisiert. Es ist überraschend, daß mit ihm 5 bis 10- % des Futterbedarfs an hochwertigem tierischen Eiweiß bei der Schweinemast abgedeckt werden.
Er wird als Futter gern genommen, enthtlt er doch Vitamin 5 12 und essentielle Aminosäuren in erheblicher Menge.
Das anfallende Überschußwasser wird in einer letzten Selebungestufe denitrifizierend behandelt. Sein 3S3 liegt unter 5 mg/l. Für Tränlczwecke wird das Wasser noch zu; Adsorption von OSB-Stoffen über lonenaustauscher oder Aktivkohle geführt oder mittels frisch gefälltem Aluminiumhydroxid nachbehandelt und anschließend entkeimt. Es ist kristallklar und von gutem, neutralem Geschmack.
Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen anhand der Zeichnung erläutert werden: (1) stellt eine Reihe von Schwemmgräben unter den angedeuteten Rosten des Stalles als Teilabschnitt einer Großstallung für Schweine- oder KClbermast dar. Über die Zuleitung 42 läuft Wasser in den Hochbehälter 11 und über die Verteilerleitung 12 sowie die Motorventile 13 weiter zu den mntmistungsgräben 14, in dessen einem im Langsschnitt die Bedeckung des Bodens mit angestautem Wasser dargestellt ist.
Die Motorventile öffnen hintereinander jeweils wenige Minuten. Das mit Dengstoffen beladene Wasser gelangt durch Betätigung der Motorventile 13 damit stoßweise in die Sammelrinne 15 und den Zwischenbehälter 16. Dort wird es belüftet, und die klaren Wasseranteile werden mittels Pumpe kon-tinuierlich nach 11 zurückgeführt, so daß das mit Be s-tstoffen beladene Wasser auch über die Leitung 17 stoßweise nach 20 gelangt. 20 ist ein Bogensieb, von de aus das mechanisch vorgereinigte Abwasser über die Leitung 22 in die zweistufige Belebungsanlage 30 und 31 abläuft.
Die Festetoffe werden in 20 abgeworfen und über einen Container 21 abgefahren. Von der zweistufigen Belebungsanlage 30 und 31 aus gelangen dann Abwasser und Belebtschlamm in ein Lamellenklärbecken 40. Dieses Lamellenklärbecken erhält, da das Spülwasser aus 11 und 12 impulsweise über 13, 14, 15, 16, 17, 20 und 30 und 31 fließt, gleichfalls regelmäßige Flüssigkeitsstoße, die zu einem periodischen Steigen und Absinken des Flüssigkeitsspiegels führen und die dabei gebrochen werden, wodurch sich eine besonders vorteilhafte Schlammabscheidung infolge der erfindungsgemäßen Schwemmentmistung an den Lamellen ergibt.
Das geklärte Wasser wird im Speicherbecken 41 gesammel-t und kontinuierlich über die Leitung 42 wieder zum Hochbehalter 11 gepumpt. Über 53 können dabei Nitratlösungen und Kalkmilch in den Wasserkreislauf eingeführt werden.
Der Belebtschlamm aus 40 wird über die Leitung 43 in den Belebtschlamm-Speicher 44 gefördert, dort intensiv bis zu 8 Stunden lang belüftet und zu einem Teil als Rückschlarnm in die Belebungsanlage 30 über die Leitung 42 zurückgeführt.
ber die Beitung 46 wird der Überschußschlamm abgezogen und in dis Anlage 62 konditioniert. Dazu wird er gewaschen, in einer Zentrifuge oder auf einem Bandfilter von Wasser befreit und anschließond in üblicher Weise pasteurisiert. 'r kann dann naß oder unter Zumischung von Sägespähnen trocken über die Fütterungsanlagen 63, 64 und 65 verfüttert werden Das überschüssige Wasser läuft vom Speicherbecken 41 aus im freien Fall zur Belebungsanlage 50, die mit nur geringer Luftzufuhr denitrifizierend arbeitet und dabei auch schwer abbaubare Substanzen verdaut. Das im Nachklärbecken 51 von Belebtschlamm befreite Wasser ist klar, nur wenig gelblich, praktisch frei von Nitrat, und es besitzt einen BSB5 -Wert von weniger als 5 mg/1. Es ist zur Abgabe in den Vorfluter goeignet. Für Tränkzwecke wird es nochmals in 60 über adsorbierende Stoffe geführt rt und in 61 in bekannter Weise entkeimt.
Der im Nachklächecken 51 abgeschiedene Belebtschlamm enthält üherwiegend denitrifizierende Mieroben.
Während der Rückschlamm in die Belebung 50 zurückgeführt wird, gibt man den Überschußschlamm über die Leitung 52 in den Wasserkreislauf 42 Bei Flüssigfütterung erzeugen je 10.000 Schweine 3 m3/h Flüssigmist, der durch ein Rostsystem in die Schwemmgräben 1 fällt. Sind diese Schweine in einer sechsstöckigen 3 Mastanstalt untergebracht und werden für Spülzwecke 45 m'/h Kreislaufwasser zwischen Stallung und Belebungsanlage bewegt, so so beträgt der Kraftbedarf für die kontinuierliche Reinigung im Mittel etwa 4 K@h. Nach dem Bogensieb 20 liegt der BSB5 -Wert des Kreislaufwassers bei 1500 bis 1700 mg/1, im Belebungsbecken 30 bereits bei 400 ng/l und im Belebungsbecken 31 bei 20 bis 60 mg/l, während der Ablauf der Belebungsanlage bei unter 5 mg/1 liegt.
Der Energieverbrauch für die biologische Reinigung und die Schlammbehandlung beträgt bei einer Doppelinjektorbelüftung gemäß (Offen egungsschrift P 23.26 996.7) 36 K@h.
Bezogen auf erzeugtes tierisches Eiweiß und Fett im erzeugten Belebtschlamm (Brutto-Gewicht 93,5 kg/h mit 35, 3% verwertbaren Stoffen) ergibt sich eine Leistung von rund 0,85 K@h/Kg Futterstoffe. Die gleiche bis doPpelte Enorgiemenge wird nochmals für die Konditionierung des erzeugten Futters benötigt. Energieeinsatz und Wert der erzeugten Futtermittel verhalten sich damit etwa wie 1 : 10 bis 1 : 5.
Das erfindungsgemäße Verfahren, dessen Kernstück ein Wasserkreislauf zwischen Stallung und Kläranlage ist, bringt also besondere technische Fortschritte, weil mit in unter geringstem Energieverbrauch gleichzeitig bisher ungelöste Probleme einer wirtschaftlichen Stallentmistung, einer Desodorierung des Stalles und einer Verarbeitung des Flüssigmistes gelöst wird. und die zugeführte Energie in vollem Umfange dabei für die Aufarbeitung von Abfüllen zu hochwertigen Futtermitteln Verwendung findet.
L e e r s e i t e

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1 Verfahren zur Entsorgung von Stallungen für die Massentierhaltung, d a d u r c h g e k o n n z e i c h n e t , daß ein Kreislauf von mit golöstem und chemisch gebundenem Sauerstoff angereichertem Wasser zur Schwommentmistung und Desodrrisierung der Stallungen durch diese geführt,anschließend mittels einer Trennvorrichtung von Feststoffen befreit, in einer ein- oder mehrstufigen, hochbelasteten Belebungsanlage durch Totaloxidation erneut mit Hitraten angereichert, von Belebtschlamm getronnt und mit oder ohne Zusatz weiterer Nitrate des Ammoniums und seiner Derivate, der Alkali- oder der ErdalKaligruppe auf einen pH-Wert von 7,5 # 0,7 eingestellt und zur erneuten Schwemmentmistung zurück in die Stallungen geleitet wird.

(2) Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß das Kreislaufwasser zur Schwommentmistung stoßweise über, auf ihrer ganzen Länge mittels geeigneter Einbauten mit einer Wasserschicht von unter 3o coli, vorzugsweise 1 5 bis 5 cm bedec'-ter Schwemmrinnen geführt, die von ihm mitgerissenen Feststoffe mittels einer Trennvorrichtung, vorzugsweise eines Bogensiobe entfernt und die durch den Stoß erzeugte Welle durch die ersten Stufen der hochbelasteten Bolebungsanlage geführt und in einem pulsierenden Plattenabscheider gebrochen wird.

(3) Verfahren nach Anspruch (1) und (2), gekennzeichnet dadurch, daß der Überschußschlamm aus den hochbelasteten ersten Stufen der Belebungsanlage mittels Wäsche, Entwässerung und Pasteurisierung mit oder ohne Beigabe von Sägemehl für Fütterungszwecke und/order das Überschußwasser aus einer denitrifizierenden Belebungsstufe nach Behandlung mit AdsorpJf,ionsmitteln ni-ttels eines Entkeimungsprozesses für Tränkzwecke konditioniert wird.